DE3939934A1 - VALVE CONTROL FOR GAS EXCHANGE VALVES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents

VALVE CONTROL FOR GAS EXCHANGE VALVES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

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DE3939934A1 DE3939934A DE3939934A DE3939934A1 DE 3939934 A1 DE3939934 A1 DE 3939934A1 DE 3939934 A DE3939934 A DE 3939934A DE 3939934 A DE3939934 A DE 3939934A DE 3939934 A1 DE3939934 A1 DE 3939934A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung für Gas­ wechselventile von Brennkraftmaschinen gemäß dem Gattungsbe­ griff von Patentanspruch 1.The invention relates to a valve control for gas shuttle valves of internal combustion engines according to the genus handle of claim 1.

Aus DE-OS 31 15 423 ist es bekannt Gaswechselventile von Brenn­ kraftmaschinen durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Hub­ kolben zu öffnen, während sie durch Ventilfedern geschlossen werden. Zur Beaufschlagung des Hubkolbens mit Druckflüssigkeit dient ein Arbeitskolben, welcher durch einen Nocken betätigbar ist, wobei ein Arbeitszylinder des Arbeitskolbens über eine Verbindungsleitung mit einem Hubzylinder des Hubkolbens ver­ bunden ist. Zum Ausgleich von Leckölverlusten ist der Hydraulik­ kreislauf, gebildet aus Arbeitszylinder, Hubzylinder und Ver­ bindungsleitung mit einer üblichen Ölnachfüllautomatik in Ver­ bindung. Um einen Rückfluß der Druckflüssigkeit auszuschließen ist zwischen dem Hydraulikkreislauf und der Ölnachfüllautomatik ein Rückschlagventil eingeschaltet.From DE-OS 31 15 423 it is known gas exchange valves from Brenn engines through a hydraulically actuated stroke open piston while closed by valve springs will. To apply hydraulic fluid to the piston serves a working piston, which can be actuated by a cam is, with a working cylinder of the working piston over a Ver connecting line with a lifting cylinder of the reciprocating piston is bound. The hydraulic system is used to compensate for leakage oil losses circuit, formed from working cylinder, lifting cylinder and ver connection line with a normal automatic oil refill in Ver binding. To rule out backflow of the hydraulic fluid is between the hydraulic circuit and the automatic oil refill a check valve turned on.

Ein Nachteil einer derartigen hydraulischen Ventilsteuerung liegt darin, daß die Ventilbewegung starr an den vorgegebenen Bewegungsablauf des Nockens gekoppelt ist.A disadvantage of such a hydraulic valve control is that the valve movement is rigid at the given Sequence of movements of the cam is coupled.

Ausgehend von der Ventilsteuerung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ventilsteuerung gegenüber der durch den Nockenverlauf vor­ gegebenen Bewegung variabler zu gestalten. Based on the valve control according to the generic term of Claim 1 is the object of the invention the valve control compared to that of the cam profile to make the given movement more variable.  

Gelöst wird diese Aufgabe zum einen durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.This task is solved on the one hand by the characteristic ones Features of claim 1.

Durch eine magnetisch betätigbare Steuereinheit kann eine durch einen Nocken auf einen Arbeitskolben übertragene Bewegung auf ein Gaswechselventil weitergeleitet oder unterbrochen werden, d. h., die Ventilbewegung ist von der durch den Nocken auf­ geprägten Bewegung unabhängiger.By means of a magnetically actuable control unit, one can a cam transmitted motion to a working piston a gas exchange valve is passed on or interrupted, d. that is, the valve movement is up by that through the cams characterized movement independent.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Steuereinheit ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.An advantageous embodiment of the control unit is in claim 2 refer to.

Durch den magnetisch betätigbaren Steuerkolben kann die einem Hubkolben des Ventils über den Arbeitskolben und den Nocken aufgezwungene Bewegung durch Freigabe eines Druckraums jederzeit beliebig oft und zu jedem Zeitpunkt unterbrochen werden.Due to the magnetically actuated control piston, one can Reciprocating piston of the valve over the working piston and the cam forced movement by releasing a pressure chamber at any time be interrupted as often and at any time.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruches 3 aus.A further development of the inventive concept is characterized by the features of claim 3.

Durch zwei magnetisch betätigbare Steuerkolben kann das Öffnen und Schließen des Ventils getrennt gesteuert werden, d. h. die Flexibilität im Bewegungsablauf des Ventils wird weiter ver­ bessert.The opening can be done by two magnetically actuated control pistons and closing the valve can be controlled separately, d. H. the Flexibility in the movement of the valve is further increased improves.

Zum Anderen kann die gestellte Aufgabe gemäß den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruches 4 gelöst werden.On the other hand, the task can be performed according to the characteristics nenden features of claim 4 can be solved.

Für den Fall, daß an die zeitliche Beeinflussung des Bewegungs­ ablaufes des Ventils keine so hohen Anforderungen gestellt werden, d. h., wenn die Steuerzeiten über den gesamten Betriebsbereich des Motors konstant bleiben können, ist hier eine relativ preis­ werte und dennoch wirksame Lösung gefunden. In the event that the temporal influence of the movement sequence of the valve are not so demanding, d. that is, if the tax times over the entire operating range of the engine can remain constant, is a relatively price here worthy and yet effective solution found.  

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Merkmale des Anspruchs 4 ist Anspruch 5 zu entnehmen.An advantageous development of the features of claim 4 is Claim 5.

Durch die schräge Steuernut kann eine zeitlich variable Unter­ brechung der Ventilbetätigung erzielt werden.Due to the oblique control groove, a time variable sub breakage of the valve actuation can be achieved.

Soll die Ventilbetätigung mindestens zweimal unterbrochen werden, kann dies den Ansprüchen 6 und 7 entnommen werden.If the valve actuation should be interrupted at least twice, this can be seen from claims 6 and 7.

Eine konstruktive Ausbildung eines Drehmechanismus des Arbeits­ kolbens kann dem Anspruch 8 entnommen werden.A constructive design of a rotating mechanism of work piston can be found in claim 8.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen darge­ stellt. Es zeigt:Embodiments of the invention are shown in drawings poses. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Hydraulik­ kreislaufes für eine Ventilsteuerung mit einem Steuerkolben, Fig. 1 is a schematic representation of a hydraulic circuit for a control valve with a control piston,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Hydraulik­ kreislaufes für eine Ventilsteuerung mit zwei Steuerkolben, Fig. 2 is a schematic representation of a hydraulic circuit for a valve control with two control piston,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Hydraulik­ kreislaufes für eine Ventilsteuerung mit einem als Steuerkolben ausgebildeten Arbeitskolben, Fig. 3 is a schematic representation of a hydraulic circuit for a valve control having a control piston designed as a working piston,

Fig. 3a und 3b eine detailierte Darstellung des Steuer­ kolbens nach Fig. 3 zu Beginn und zum Ende der Ventilbetätigung, FIGS. 3a and 3b is a detailed illustration of the control piston of FIG. 3 at the beginning and the end of the valve actuator,

Fig. 4 einen Steuerkolben mit einer schrägen Steuernut, Fig. 4 shows a control piston with an oblique control groove,

Fig. 4a eine Darstellung des Steuerkolbens mit einer schrägen Steuernut mit Angabe des nutzbaren Hubes, FIG. 4a is an illustration of the control piston with an oblique control groove with an indication of the useful stroke,

Fig. 5 einen Steuerkolben mit zwei Steuernuten als Steuerorgang, Fig. 5 is a control piston having two control grooves as Steuerorgang,

Fig. 5a eine Abwicklung des Steuerkolbens nach Fig. 5 mit Angabe des nutzbaren Hubes, FIG. 5a is a developed view of the spool of Fig. 5 indicating the usable stroke,

Fig. 6 einen Steuerkolben mit einer schrägen Steuer­ kante und einer Steuernut als Steuerorgan, Fig. 6 is a control piston with an oblique control edge and a cam as the control organ,

Fig. 6a eine Abwicklung des Steuerkolbens nach Fig. 6 mit Angabe des nutzbaren Hubes, FIG. 6a is a development of the control piston of FIG. 6 with an indication of the useful stroke,

Fig. 7 eine Variante des Steuerkolbens, dargestellt in einer Abwicklung, Fig. 7 shows a variant of the spool shown in a developed view,

Fig. 7a eine qualitative Darstellung der Ventilerhebung eines Einlaßventils, aufgetragen über dem Kurbel­ winkel zwischen OT einer Gaswechselphase und UT, Fig. 7a is a qualitative representation of the valve lift of an intake valve, plotted against the crank angle between TDC of a gas exchange phase, and UT,

Fig. 7b eine qualitative Darstellung der Ventilerhebung eines Einlaßventils, aufgetragen über dem Kurbel­ winkel zwischen OT einer Gaswechselphase und OT im Zündpunkt mit zweiter Ventilerhebung nach UT, FIG. 7b is a qualitative representation of the valve lift of an intake valve, plotted against the crank angle between TDC of a gas exchange phase, and OT at the ignition point with a second valve lift by UT,

Fig. 8 einen Nocken mit einer zweiten Erhebung zur Steuerung einer Motorbremse, Fig. 8 shows a cam with a second land for controlling an engine brake,

Fig. 8a eine qualitative Darstellung der Ventilerhebung von Ein- und Auslaßventil im normalen Viertakt, Fig. 8a is a qualitative representation of the valve lift of inlet and outlet valves in the normal four-stroke,

Fig. 8b eine qualitative Darstellung der Ventilerhebung von Ein- und Auslaßventil im Motor-Bremsbetrieb, Fig. 8b is a qualitative representation of the valve lift of inlet and outlet valves in the engine braking operation,

Fig. 9 einen Drehmechanismus des Steuerkolbens. Fig. 9 shows a rotary mechanism of the control piston.

Fig. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Ventilsteuerung eines Gaswechselventils 1 dar. Zur Ansteuerung des Gaswechsel­ ventils 1 wird ein Hydraulikkreislauf zwischengeschaltet. Ein Nocken 2 überträgt seine Bewegung über einen Rollenstößel 3 oder dergleichen auf einen Arbeitskolben 4, welcher in einem Arbeitszylinder 5 geführt ist. Der Arbeitszylinder 5 ist über eine Verbindungsleitung 6 mit einem Hubzylinder 7 verbunden, in dem ein Hubkolben 8 geführt ist, der mit dem Gaswechsel­ ventil 1 in Verbindung steht. Das Gaswechselventil 1 wird durch die Ventilfeder 9 in Schließstellung gehalten. Zum Aus­ gleich von Leckverlusten wird der Arbeitszylinder 5 über ein Rückschlagventil 10 mit einer Ölnachfüllautomatik 11 ver­ bunden. Diese in Fahrzeugen übliche Ölnachfüllautomatik 11 besteht aus einem Vorratsbehälter 12 aus dem eine Pumpe 13 Druckflüssigkeit in einen Speicher 14 fördert. Von dort wird die Druckflüssigkeit über eine Drossel 15 zur Regelung des Druckes in eine Rückflußleitung 16 zum Vorratsbehälter 12 zurückgeführt. Die Ölnachfüllautomatik wird im Normalfalle vom Schmierölkreislauf des Motors gebildet. Die Pumpe 13 ist in diesem Fall die Schmierölpumpe des Motors und der Behälter 12 ist die Ölwanne. Erfindungsgemäß zweigt nun von der Verbin­ dungsleitung 6 eine Steuerleitung 17 ab, die zu einer Steuer­ einheit 18 führt. Diese ist mit einem Hubmagnet 19 betätigbar. Diese Betätigung könnte natürlich auch elektrohydraulisch bzw. elektropneumatisch erfolgen. Der Hubmagnet 19 überträgt seine Bewegung auf einen Steuerkolben 20, der in einem Steuerzylinder 21 geführt ist. Der Steuerkolben 20 weist eine Ringnut 22 und eine von der Ringnut 22 ausgehende Zentralbohrung 23 auf. Die beiden Zylinderräume sind über eine Drossel 24 untereinander ver­ bunden. Fig. 1 shows an embodiment of a valve control of a gas exchange valve 1. To control the gas exchange valve 1 , a hydraulic circuit is interposed. A cam 2 transmits its movement via a roller tappet 3 or the like to a working piston 4 , which is guided in a working cylinder 5 . The working cylinder 5 is connected via a connecting line 6 to a lifting cylinder 7 , in which a lifting piston 8 is guided, which is connected to the gas exchange valve 1 . The gas exchange valve 1 is held in the closed position by the valve spring 9 . To equalize leakage losses, the working cylinder 5 is connected via a check valve 10 with an automatic oil refill 11 . This automatic oil refill 11 in vehicles consists of a reservoir 12 from which a pump 13 conveys pressure fluid into a reservoir 14 . From there, the pressure fluid is returned via a throttle 15 to regulate the pressure in a return line 16 to the reservoir 12 . The automatic oil refill is normally formed by the engine's lubricating oil circuit. The pump 13 in this case is the engine's lubricating oil pump and the reservoir 12 is the oil pan. According to the invention now branches off from the connecting line 6 a control line 17 which leads to a control unit 18 . This can be actuated with a solenoid 19 . This actuation could of course also be done electrohydraulically or electropneumatically. The lifting magnet 19 transmits its movement to a control piston 20 which is guided in a control cylinder 21 . The control piston 20 has an annular groove 22 and an outgoing from the annular groove 22 central bore 23rd The two cylinder spaces are connected to one another via a throttle 24 .

Zur Funktionsweise ist zu sagen, daß der Nocken 2 über den Rollenstößel 3 den Arbeitskolben 4 betätigt, der seine Be­ wegung über die Verbindungsleitung 6 auf hydraulischem Wege auf den Hubkolben 8 überträgt, so daß das Gaswechselventil 1 gegen die Kraft der Ventilfeder 9 geöffnet wird. Erfindungsge­ mäß kann dieser Öffnungsvorgang nur dann beginnen, wenn der Steuerkolben 20 die Steuerleitung 17 absperrt. Der Öffnungs­ vorgang wird unterbrochen, indem durch den Hubmagnet 19 der Steuerkolben 20 so weit verschoben wird, bis die Steuerleitung 17 über die Ringnut 22 und die Zentralbohrung 23 mit der Rückflußleitung 16 verbunden ist. Dadurch wird der Druck im Hubzylinder 7 abgebaut und das Ventil schließt. Dieser Vorgang kann durch die Erregung des Hubmagneten 19 den gewünschten Bedingungen angepaßt werden. Der Hubmagnet kann natürlich über eine nicht dargestellte Elektronik erregt werden, so daß die Ventilsteuerung von der durch die Form des Nockens 2 hervorgerufenen Bewegung des Gaswechselventiles 1 entkoppelt werden kann und die von der Elektronik gesteuerte Bewegung des Steuerkolbens 20 der Ventilbewegung überlagert wird.To the operation, it should be said that the cam 2 actuates the working piston 4 via the roller tappet 3 , which transmits its movement via the connecting line 6 to the lifting piston 8 hydraulically, so that the gas exchange valve 1 is opened against the force of the valve spring 9 . Erfindungsge Mäss this opening process can begin only when the spool 20 blocks the control line 17th The opening process is interrupted by the solenoid 19 of the control piston 20 is displaced until the control line 17 via the annular groove 22 and the central bore 23 is connected to the return line 16 . As a result, the pressure in the lifting cylinder 7 is reduced and the valve closes. This process can be adapted to the desired conditions by energizing the solenoid 19 . The lifting magnet may of course be energized via a non-illustrated electronics, so that the valve control can be decoupled from the caused by the shape of the cam 2 movement of the gas exchange valve 1 and the controlled by the electronic movement of the spool 20 of the valve movement is superimposed.

Eine weitere Flexibilisierung der Ventilbewegung und eine Ent­ lastung der ersten Steuereinheit 18 wird nach Fig. 2 dadurch erzielt, daß zur ersten Steuereinheit 18 eine zweite im Aufbau und in der Wirkungsweise gleiche zweite Steuereinheit 25 mittels einer zweiten Steuerleitung 26 zur Verbindungsleitung 6 parallel geschaltet wird. Dabei kann durch Absperren der Ringnut 22 und der Zentralbohrung 23 der ersten Steuereinheit 18 über die Steuer­ leitung 17 das Ventil 1 geöffnet, und durch Freigabe der zweiten Steuerleitung 26 über die Zentralbohrung 23 der zweiten Steuer­ einheit 25 das Schließen des Ventils 1 eingeleitet werden.Enhancing the flexibility of valve movement and Ent utilization of the first control unit 18 is shown in FIG. 2 achieved by a second is switched in the construction and the operation of same second control unit 25 via a second control line 26 to the connecting line 6 parallel to the first control unit 18. In this case, the annular groove 22 and the central bore 23 of the first control unit 18 via the control line 17, the valve 1 is opened, and by enabling the second control line 26 unit via the central bore 23 of the second control 25, the closing of the valve 1 are initiated by shutting off.

Durch Kombination der Funktionen der ersten und zweiten Steuer­ einheit 18 und 25 sind flexible Steuerzeiten des Ventils 1 möglich, die wegen der Trägheit der Hubmagnete 19a, 19b und der damit verbundenen Steuereinheiten 18, 25 von einem einzigen Ventil nicht darstellbar wären, insbesondere wenn das Ventil 1 während eines Arbeitstaktes mehr als einmal geöffnet und ge­ schlossen werden muß. Die Druckräume der Steuereinheiten 18 und 25 sind über Drosseln 24 untereinander verbunden und die mit den Zentralbohrungen 23 verbundenen Druckräume sind über je eine Drossel 24a an die Rückflußleitung 16 angeschlossen. Damit wird die Schließgeschwindigkeit des Gaswechselventils gedämpft, bzw. beeinflußt. By combining the functions of the first and second control units 18 and 25 , flexible control times of the valve 1 are possible, which would not be possible due to the inertia of the solenoids 19 a, 19 b and the associated control units 18 , 25 of a single valve, especially if the valve 1 must be opened and closed more than once during a work cycle. The pressure chambers of the control units 18 and 25 are connected to one another via throttles 24 and the pressure chambers connected to the central bores 23 are each connected to the return line 16 via a throttle 24 a. The closing speed of the gas exchange valve is thus damped or influenced.

Für den Fall, daß die Ansprüche an den Bewegungsverlauf des Gaswechselventils 1 nicht zu hoch geschraubt sind und der Bewegungsverlauf nicht zeitlich variabel gestaltet werden muß, kann nach einer Version gemäß Fig. 3 der Arbeits­ kolben 4 selbst die Funktion des Steuerkolbens 20 übernehmen. Zu diesem Zweck weist der Arbeitskolben 4 eine Steuernut 27 auf, die es gestattet, den Hubzylinder 7 des Ventils 1 über die Verbindungsleitung 6, eine im Steuerkolben 20 vorgesehene Bohrung 28, die Steuernut 27 und eine Drossel 10a mit der Ölnachfüllautomatik 11 zu verbinden. In dieser Stellung des Steuerkolbens 20 schließt das Ventil 1 durch Druckabbau in der Verbindungsleitung 6 und dem Hubzylinder 7. Der Druck in der Ölnachfüllautomatik 11 reicht nicht aus, das Ventil 1 gegen die Kraft der Ventilfeder 9 zu öffnen, so daß Druckflüssigkeit aus der Verbindungsleitung 6 bei Freigabe der Steuernut 27 über die Absteuerbohrung 29 und die Drossel 10a abfließen kann. Beim Absperren der Absteuerbohrung 29 jedoch kann sich der Druck zum Öffnen des Ventils 1 wieder aufbauen.In the event that the demands on the course of movement of the gas exchange valve 1 are not screwed too high and the course of movement does not have to be made variable in time, according to a version according to FIG. 3, the working piston 4 itself can take over the function of the control piston 20 . For this purpose, the working piston 4 has a control groove 27 , which makes it possible to connect the lifting cylinder 7 of the valve 1 via the connecting line 6 , a bore 28 provided in the control piston 20 , the control groove 27 and a throttle 10 a to the automatic oil refill 11 . In this position of the control piston 20 , the valve 1 closes by reducing the pressure in the connecting line 6 and the lifting cylinder 7 . The pressure in the automatic oil refill system 11 is not sufficient to open the valve 1 against the force of the valve spring 9 , so that hydraulic fluid can flow out of the connecting line 6 when the control groove 27 is released via the control bore 29 and the throttle 10 a. When the control bore 29 is shut off, however, the pressure to open the valve 1 can build up again.

Details des Steuerkolbens 20 sind in den Fig. 3a und 3b dargestellt.Details of the control piston 20 are shown in FIGS . 3a and 3b.

Fig. 3a zeigt den Steuerkolben 20 zu Beginn des Druckauf­ baues. Der Druckaufbau in der Verbindungsleitung 6 (Fig. 3) beginnt, wenn der Kolbenboden 30 die Absteuerbohrung 29 über­ fahren hat. Der Druckabbau kann erst einsetzen, wenn die Kante 27a der Steuernut 27 den Weg über die Bohrung 28 und eine Querbohrung 28a zur Absteuerbohrung 29 freigibt. Der nutz­ bare Hub ist mit "H" bezeichnet. Nach Durchlaufen des Weges "H" wird die Öffnungsphase des Ventils 1 (Fig. 3) beendet. Der Schließvorgang des Ventils 1 wird von der Drosselwirkung der Absteuerbohrung 29 beeinflußt. Zusätzlich kann die Drosselwirkung durch den Einbau einer einstellbaren Drossel 10a in die Absteuerbohrung 29 geregelt werden. Fig. 3a shows the control piston 20 at the beginning of the Druckauf construction. The pressure build-up in the connecting line 6 ( FIG. 3) begins when the piston crown 30 has passed the control bore 29 . The pressure reduction may begin only when the edge 27 a of the cam opens the path through the bore 28 and a transverse bore 28 a to the spill port 29 27th The usable hub is labeled "H". After running the path "H", the opening phase of the valve 1 ( Fig. 3) is ended. The closing process of the valve 1 is influenced by the throttling action of the control bore 29 . In addition, the throttling effect can be regulated by installing an adjustable throttle 10 a in the control bore 29 .

Das Ende des Druckaufbaues ist in Fig. 3b detailliert darge­ stellt. Die Kante 27a gibt den Weg der Druckflüssigkeit von der Bohrung 28 über die Querbohrung 28a und die Steuernut 27 zur Absteuerbohrung 29 frei.The end of the pressure build-up is shown in Fig. 3b in detail. The edge 27 a releases the path of the hydraulic fluid from the bore 28 via the transverse bore 28 a and the control groove 27 to the control bore 29 .

Soll der Arbeitskolben 4 als Steuerorgang mit zeitlicher Variation der Schließphase benutzt werden, ist der Steuer­ kolben 20 nach Fig. 4 mit einer zum Beispiel schraubenförmig verlaufenden schrägen Steuerkante 31 der Steuernut 27 versehen. Durch Verdrehen des Steuerkolbens 20 kann der Druckabbau vor- oder nachverlegt werden. Bei Drehung in Pfeilrichtung wird der Druckabbau zeitlich nachverlegt, bei Drehung gegen die Pfeil­ richtung vorverlegt. Beim Überfahren der Steuerkante 31 kann Druckflüssigkeit über einen im Durchmesser verkleinerten Teil 20a des Steuerkolbens 20 und die Steuernut 27 zur Ab­ steuerbohrung 29 abströmen.If the working piston 4 are used as a control element with a temporal variation of the closing phase, the control piston 20 according to FIG. 4 is provided with a helical oblique control edge 31 of the control groove 27 , for example. By turning the control piston 20 , the pressure reduction can be advanced or postponed. When turning in the direction of the arrow, the pressure reduction is brought forward, when turning in the opposite direction to the arrow. When driving over the control edge 31 , hydraulic fluid can flow out through a reduced-diameter part 20 a of the control piston 20 and the control groove 27 to the control bore 29 .

Die Fig. 4a gibt den nutzbaren Hub "H" in der gezeichneten Stellung des Steuerkolbens 20 wieder. Fig. 4a shows the usable stroke "H" in the drawn position of the control piston 20 again.

Eine Variante mit zwei Steuernuten 27 und 32 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Steuernuten können unterschiedliche Stei­ gung aufweisen. Der Druckaufbau beginnt nach Überfahren des Kolbenbodens 30 über die Absteuerleitung 29. Der erste Druckabbau mit Schließen des Ventils 1 beginnt mit der Freigabe der ersten Steuernut 27 zur Absteuerbohrung 29. Anschließend folgt wieder eine Phase der Ventilöffnung. Bei weiterer Bewegung des Steuerkolbens 20 wird der Druckflüssigkeit der Weg über die zweite Steuernut 32 zur Absteuerbohrung 29 freigegeben, so daß das Ventil 1 (Fig. 1) wieder schließt.A variant with two control grooves 27 and 32 is shown in FIG. 5. The control grooves can have different pitch. The pressure build-up begins after passing over the piston crown 30 via the control line 29 . The first pressure reduction when valve 1 closes begins with the release of the first control groove 27 to the control bore 29 . This is followed by another phase of valve opening. With further movement of the control piston 20 , the pressure fluid is released from the way via the second control groove 32 to the control bore 29 , so that the valve 1 ( FIG. 1) closes again.

In Fig. 5a ist der nutzbare Hub für zwei aufeinanderfolgende Öffnungen des Ventils 1 dargestellt (H1 und H2). Durch Ver­ drehen des Steuerkolbens 20 (Fig. 5) und durch die Wahl von variierenden Formen der Nuten können nahezu beliebige, von Fall zu Fall, für den Betriebspunkt des Motors optimale Steuerzeiten mit einer oder zwei Ventilöffnungen eingestellt werden.In Fig. 5a the useful stroke for two successive openings of the valve 1 is illustrated (H 1 and H 2). By turning the control piston 20 ( FIG. 5) and by choosing different shapes of the grooves, almost any, from case to case, optimal control times for the operating point of the engine can be set with one or two valve openings.

Eine weitere Variante des Steuerkolbens 20 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Steuerkolben 20 weist eine erste Steuer­ kante 37, sowie eine zweite Steuerkante 38 der Steuernut 27 auf. Der Druckaufbau über dem Steuerkolben 20 beginnt, wenn die erste Steuerkante 37 die Absteuerbohrung 29 überfahren hat. Die Schließung des Ventils 1 wird eingeleitet, wenn die zweite Steuerkante 38 den Weg der Druckflüssigkeit zur Ab­ steuerbohrung 29 wieder freigibt.Another variant of the control piston 20 is shown in FIG. 6. The control piston 20 has a first control edge 37 and a second control edge 38 of the control groove 27 . The pressure build-up above the control piston 20 begins when the first control edge 37 has passed over the control bore 29 . The closing of the valve 1 is initiated when the second control edge 38 releases the path of the hydraulic fluid from the control bore 29 again.

Eine Abwicklung des Steuerkolbens nach Fig. 6 zeigt die Fig. 6a. Der nutzbare Hub ist mit H′ bezeichnet.A development of the control piston of FIG. 6 shows the Fig. 6a. The usable stroke is denoted by H '.

In Fig. 7 ist ein besonderes Ausführungsbeispiel anhand einer Abwicklung des Steuerkolbens 20 dargestellt. Nach dieser Ausführung ist es möglich, während einer Erhebung des Nockens 2 (Fig. 1) zwei nacheinanderfolgende Erhebungen des Ventils 1 zu erzeugen. Dies wird in speziellen Fällen er­ wünscht, z. B. um die Bremsleistung des geschleppten Motors zu erhöhen.In Fig. 7, a particular embodiment is illustrated by a developed view of the control piston 20. According to this embodiment, it is possible to generate two successive elevations of the valve 1 during an elevation of the cam 2 ( FIG. 1). This is what he desires in special cases, e.g. B. to increase the braking power of the towed engine.

Die normale Funktion mit einer Erhebung des Ventils 1 erfolgt z. B., wenn die relative Position der Absteuerbohrung 29 zum Steuerkolben 20 die Achse x-x eingenommen hat. Der nutzbare Hub des Steuerkolbens beläuft sich auf die Wegstrecke H3.The normal function with an elevation of the valve 1 takes place, for. B. when the relative position of the control bore 29 to the control piston 20 has assumed the axis xx. The usable stroke of the control piston amounts to the distance H 3 .

Dieser Positon entspricht die Erhebungskurve, wie sie als Funktion über dem Kurbelwinkel in Fig. 7a dargestellt ist.This position corresponds to the elevation curve as it is shown as a function over the crank angle in FIG. 7a.

Eine doppelte Erhebung des Ventils erfolgt nach Fig. 7, wenn die Positon der Absteuerbohrung 29 relativ zum Steuerkolben 20 die Achse y-y eingenommen hat. In diesem Fall werden die zwei aufeinanderfolgenden Erhebungen des Ventils von den Strecken H1 und H2 bestimmt. A double elevation of the valve takes place according to FIG. 7 when the position of the control bore 29 relative to the control piston 20 has assumed the axis yy. In this case, the two successive elevations of the valve are determined by the distances H 1 and H 2 .

Die Erhebungskurve mit zwei Erhebungen des Ventils 1 ist in Fig. 7b als Funktion über dem Kurbelwinkel dargestellt. Die zweite Erhebung des Ventils nach Gaswechel-UT erweist sich als nützlich, um im Falle einer aufgeladenen Brenn­ kraftmaschine bei Vollast einen zu hohen Verdichtungsend­ druck zu vermeiden. Zu diesem Zweck öffnet das Einlaß­ ventil kurz nach dem Gaswechsel-UT und schiebt Luft in eine Ladeluftleitung zurück. Die Verdichtung beginnt erst im Punkt A, so daß trotz des hohen Ladeluftdruckes der Ver­ dichtungsenddruck durch das kleinere volumetrische Ver­ dichtungsverhältnis keinen unzulässig hohen Wert erreicht.The elevation curve with two elevations of the valve 1 is shown in FIG. 7b as a function of the crank angle. The second elevation of the valve after Gaswechel-UT proves to be useful in order to avoid a too high compression end pressure in the case of a charged internal combustion engine at full load. For this purpose, the inlet valve opens shortly after the gas exchange UT and pushes air back into a charge air line. The compression begins at point A, so that despite the high charge air pressure, the final compression pressure does not reach an impermissibly high value due to the smaller volumetric compression ratio.

Eine besondere Wirkung kann nach Fig. 8 durch eine zweite Erhebung 2a des Nockens 2 auf demselben Grundkreis erreicht werden. Die zweite Nockenerhebung 2a gestattet es, im Zu­ sammenwirken mit der Ventilsteuerung nach den Fig. 1 und 2, daß sowohl das Einlaß- wie das Auslaßventil bei jeder Kurbelumdrehung geöffnet werden kann. Dann kann bei einem Viertaktmotor die Bremsleistung des geschleppten Motors dadurch erhöht werden, daß sowohl das Einlaß- wie das Auslaßventil einmal pro Kurbelumdrehung geöffnet und ge­ schlossen werden kann.A particular effect can of FIG. 8 are achieved by a second protrusion 2a of the cam 2 on the same base circle. The second cam survey 2 a allows, in cooperation with the valve control according to FIGS . 1 and 2, that both the inlet and the outlet valve can be opened with each crank revolution. Then, with a four-stroke engine, the braking power of the engine being towed can be increased in that both the intake and exhaust valves can be opened and closed once per crank revolution.

Die Erhebungskurve I des Auslaßventils und die Erhebungs­ kurve II des Einlaßventils als Funktion des Kurbelwinkels ist in Fig. 8a entsprechend dem normalen Viertaktverfahren dargestellt. Der Kurbelwinkel beginnt im Gaswechsel-UT.The elevation curve I of the exhaust valve and the elevation curve II of the intake valve as a function of the crank angle is shown in Fig. 8a according to the normal four-stroke process. The crank angle begins in the gas exchange UT.

Abweichend vom normalen Viertaktverfahren zeigt Fig. 8b die Ventilsteuerung im Bremsbetrieb. Die Erhebung 1 des Auslaßventils und die Erhebung II des Einlaßventils ist über dem Kurbelwinkel aufgetragen, welcher wieder im Gas­ wechsel-UT beginnt. Der Motor arbeitet hier als reiner Verdichter. Man erkennt, daß das Auslaßventil auch zwischen Gaswechsel-UT und Zünd-OT in der sonst üblichen Kompressions­ phase geöffnet ist. Die Luft wird gegen eine in der Auspuff­ leitung angeordnete Drosselklappe ausgeschoben und hierbei Verdichtungsarbeit verrichtet. Die Drosselklappe ist auch bei gängigen Motorbremsen vorhanden, allerdings wird dort nur in der Ausschiebephase eine Bremswirkung erzielt.Deviating from the normal four-stroke cycle, FIG. 8b, the control valve in the braking mode. The elevation 1 of the exhaust valve and the elevation II of the intake valve is plotted over the crank angle, which begins again in the gas exchange UT. The engine works here as a pure compressor. It can be seen that the exhaust valve is also open between the gas exchange UT and ignition TDC in the otherwise usual compression phase. The air is pushed out against a throttle valve arranged in the exhaust pipe and compression work is carried out. The throttle valve is also available on common engine brakes, however, a braking effect is only achieved in the extension phase.

Eine Ausführungsbeispiel für die konstruktive Lösung eines Drehmechanismus für den Steuerkolben 20 zeigt Fig. 9. Der Steuerkolben 20 ist über eine Kolbenstange 33 verlängert, die im Bereich zwischen dem Steuerkolben 20 und dem Rollen­ stößel 3 einen Vierkant 34 aufweist. Dieser Vierkant 34 kann axial in einer Hülse 35 bewegt werden. Die Hülse 35 ist axial unverschiebbar, jedoch drehbar mit dem Arbeitszylinder 5 ver­ bunden. Die Hülse 35 kann mit Hebel 36 gegenüber dem Arbeitszy­ linder 5 verdreht werden, über den Vierkant 34 wird auch der Steuerkolben 20 gegenüber dem Arbeitszylinder 5 verdreht, mit der Folge, daß die Steuerkanten wie in den Fig. 4 bis 7 beschrieben, das Ventil 1 schließen oder öffnen.An exemplary embodiment for the design solution of a rotation mechanism for the control piston 20, Fig. 9. The control piston 20 is extended by a piston rod 33, which in the region between the control pistons 20 and 3 rolling pestle a square 34th This square 34 can be moved axially in a sleeve 35 . The sleeve 35 is axially immovable, but rotatable with the working cylinder 5 a related party. The sleeve 35 can be rotated with lever 36 relative to the Arbeitszy cylinder 5 , via the square 34 , the control piston 20 is rotated relative to the working cylinder 5 , with the result that the control edges as described in FIGS. 4 to 7, the valve 1st close or open.

Claims (8)

1. Ventilsteuerung für Gaswechselventile von Brennkraft­ maschinen, bestehend aus einem Ventil mit Ventilfeder und einem aus Arbeits- und Hubzylinder mit Verbindungsleitung gebildeten Hydraulikkreislauf, wobei ein im Arbeitszylinder geführter Arbeitskolben mittels eines Nockens betätigbar ist und ein im Hubzylinder geführter Hubkolben funktionell mit dem Ventil verbunden ist und parallel zum Hydraulik­ kreislauf eine Ölnachfüllautomatik über ein Rückschlag­ ventil eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verbindungsleitung (6) abzweigend mindestens eine magnetisch betätigbare Steuereinheit (18) vorgesehen ist, derart, daß die Steuereinheit beim Betätigen des Ventils (1) die Verbindungsleitung (6) absperrt, bzw. bei Freigabe der Betätigung die Verbindungsleitung (6) gegen einen Reserve­ behälter (12) der Ölnachfüllautomtik (11) hin öffnet.1.Valve control for gas exchange valves of internal combustion engines, consisting of a valve with a valve spring and a hydraulic circuit formed from a working and lifting cylinder with a connecting line, a working piston guided in the working cylinder being actuable by means of a cam and a lifting piston guided in the lifting cylinder being functionally connected to the valve and parallel to the hydraulic circuit, an automatic oil refill is integrated via a check valve, characterized in that at least one magnetically actuatable control unit ( 18 ) is provided branching off the connecting line ( 6 ), such that the control unit connects the connecting line when the valve ( 1 ) is actuated ( 6 ) shuts off, or when the actuation is released, the connecting line ( 6 ) opens against a reserve container ( 12 ) of the oil refill automatic ( 11 ). 2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (18) aus einem Steuerkolben (20) und Steuerzylinder (21) gebildet wird, wobei der Steuerkolben (20) mit einem Hubmagneten (19) verbunden ist, daß der Steuerzy­ linder (21) in seinem mittleren Bereich über eine Steuer­ leitung (17) mit der Verbindungsleitung (6) einerseits und über eine Rückflußleitung (16) mit dem Reservebehälter (12) andererseits verbunden ist und beide Zylinderräume über eine Ausgleichsleitung und eine Drossel (24) untereinander kommunizieren, und daß der Steuerkolben (20) eine Ringnut (22) und eine mit dieser verbunden Zentralbohrung (23) aufweist, welche in einen Druckraum münden, derart, daß über die Ring­ nut (22) und die Zentralbohrung (23) die Verbindung von Steuerleitung (17) und Rückflußleitung (16) herstellbar ist, wenn das Ventil (1) nicht betätigt wird, bzw. Steuerleitung (17) und Rückflußleitung (16) getrennt wird, wenn das Ventil (1) betätigt wird. (Fig. 1)2. Valve control according to claim 1, characterized in that the control unit ( 18 ) from a control piston ( 20 ) and control cylinder ( 21 ) is formed, the control piston ( 20 ) being connected to a lifting magnet ( 19 ) that the Steuerzy cylinder ( 21 ) in its central area via a control line ( 17 ) with the connecting line ( 6 ) on the one hand and via a return line ( 16 ) with the reserve tank ( 12 ) on the other hand, and both cylinder spaces communicate with each other via a compensating line and a throttle ( 24 ) and that the control piston (20) has an annular groove (22) and connected to said central bore (23) which open into a pressure chamber, such that on the ring nut (22) and the central bore (23) the connection of control line ( 17 ) and reflux line ( 16 ) can be produced if the valve ( 1 ) is not actuated, or control line ( 17 ) and reflux line ( 16 ) is separated, if n the valve ( 1 ) is actuated. ( Fig. 1) 3. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß neben der ersten Steuereinheit (18) eine zweite Steuereinheit (25) gleicher Bauart vorgesehen ist, welche über die Steuerleitung (17) und eine zweite Steuerleitung (26) parallel zur ersten Steuereinheit (18) an die Verbindungslei­ tung (6) angeschlossen ist, und daß jede der Steuereinheiten (18 und 25) über je eine Drossel (24a) an die Rückflußleitung (16) anschließbar ist und daß die Hubmagneten (19a, 19b) der Steuereinheiten (18, 25) getrennt erregbar sind, wobei die Steuereinheit (18) dem Ventilöffnen und die andere Steuer­ einheit (24) dem Ventilschließen dient. (Fig. 2)3. Valve control according to claims 1 and 2, characterized in that in addition to the first control unit ( 18 ) a second control unit ( 25 ) of the same type is provided, which via the control line ( 17 ) and a second control line ( 26 ) parallel to the first Control unit ( 18 ) is connected to the connecting line ( 6 ), and that each of the control units ( 18 and 25 ) can be connected via a throttle ( 24 a) to the return line ( 16 ) and that the solenoids ( 19 a, 19 b ) of the control units ( 18 , 25 ) can be excited separately, the control unit ( 18 ) opening the valve and the other control unit ( 24 ) serving to close the valve. ( Fig. 2) 4. Ventilsteuerung für Gaswechselventile von Brennkraft­ maschinen, bestehend aus einem Ventil mit Ventilfeder und einem aus Arbeits- und Hubzylinder mit Verbindungsleitung gebildeten Hydraulikkreislauf, wobei ein im Arbeitszylinder geführter Arbeitskolben mittels eines Nockens betätigbar ist und ein im Hubzylinder geführter Hubkolben funktionell mit dem Ventil verbunden ist und parallel zum Hydraulikkreislauf eine Ölnachfüllautomatik eingebunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der als Steuerkolben (20) fungierende Arbeits­ kolben (4) eine Steuernut (27) aufweist, daß die Steuernut (27) über eine Bohrung (28) im Steuerkolben (20) mit einer Absteuerbohrung (29) im Arbeitszylinder (5) verbindbar ist, derart, daß beim Überlaufen eines Kolbenbodens (30) des Steuerkolbens (20) über die Absteuerbohrung (29) zur Ölnachfüllautomatik (11) die Ventilbetätigung einsetzt, und nach Überlaufen der Steuernut (27) über die Absteuerbohrung (29) die Ventilbetätigung endet. (Fig. 3) 4.Valve control for gas exchange valves of internal combustion engines, consisting of a valve with a valve spring and a hydraulic circuit formed from a working and lifting cylinder with a connecting line, whereby a working piston guided in the working cylinder can be actuated by means of a cam and a lifting piston guided in the lifting cylinder is functionally connected to the valve and an automatic oil refill is integrated parallel to the hydraulic circuit, characterized in that the working piston ( 4 ) functioning as a control piston ( 20 ) has a control groove ( 27 ), that the control groove ( 27 ) via a bore ( 28 ) in the control piston ( 20 ) can be connected to a control bore ( 29 ) in the working cylinder ( 5 ), such that when a piston head ( 30 ) of the control piston ( 20 ) overflows, the valve actuation via the control bore ( 29 ) to the automatic oil refill ( 11 ) starts, and after the control groove ( 27 ) via the control bore ( 29 ) the valve bed Confirmation ends. ( Fig. 3) 5. Ventilsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernut (27) am Steuerkolben (20) als schräge Steuer­ kante (31) entsprechend einer Schraubenlinie angeordnet ist, daß die Steuernut (27) nicht über den gesamten Umfang ver­ läuft, daß der Teil (20a) des Steuerkolbens (20) mit Steuernut (27) vollen Kolbendurchmesser aufweist, und der von der Steuernut (27) nicht erfaßte Teil einen geringeren Durchmesser aufweist, wobei der Steuerkolben (20) durch einen Drehmechanismus verstellbar ist. (Fig. 4)5. Valve control according to claim 4, characterized in that the control groove ( 27 ) on the control piston ( 20 ) as an oblique control edge ( 31 ) is arranged according to a helical line, that the control groove ( 27 ) does not run over the entire circumference that the Part ( 20 a) of the control piston ( 20 ) with the control groove ( 27 ) has the full piston diameter, and the part not covered by the control groove ( 27 ) has a smaller diameter, the control piston ( 20 ) being adjustable by a rotating mechanism. ( Fig. 4) 6. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens zwei Steuernuten (27, 32) am Steuerkolben (20) vorgesehen sind, wobei die erste und zweite Steuernut (27 und 32) jeweils eine Schraubenlinie bilden, und daß die Steuernuten (27 und 32) unterschiedliche Steigung aufweisen können, wobei der Steuerkolben (20) durch einen Drehmechanismus verstellbar ist. (Fig. 5)6. Valve control according to claims 4 and 5, characterized in that at least two control grooves ( 27 , 32 ) are provided on the control piston ( 20 ), the first and second control grooves ( 27 and 32 ) each forming a helix, and that Control grooves ( 27 and 32 ) can have different slopes, the control piston ( 20 ) being adjustable by a rotating mechanism. ( Fig. 5) 7. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerkolben (20) eine erste und zweite Steuerkante (37 und 38) aufweist, wobei die zeite Steuer­ kante (38) der Steuernut (27) zugeordnet ist, und daß die Steuerkanten (37 und 38) unterschiedliche Steigungen auf­ weisen können. (Fig. 6)7. Valve control according to claims 4 and 5, characterized in that the control piston ( 20 ) has a first and second control edge ( 37 and 38 ), the time control edge ( 38 ) being assigned to the control groove ( 27 ), and that the control edges ( 37 and 38 ) can have different slopes. ( Fig. 6) 8. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerkolben (20) durch den Drehmechanismus gegenber dem Arbeitszylinder (5) polar drehbar ist, daß dabei der Arbeitszylinder (5) fest in einem Gehäuse angeordnet ist und in seinem dem Nocken (2) zugewandten Teil von einer dreh­ baren Hülse (35) umgeben ist, daß die Hülse (35) über einen Vierkant (34) einer Kolbenstange (33) drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Steuerkolben (20) verbunden ist, und daß die Kolbenstange (33) an ihrem freien Ende mit Kraft­ schluß mit einem Rollenstößel (3) verbunden ist.8. Valve control according to claims 5 to 7, characterized in that the control piston ( 20 ) by the rotating mechanism relative to the working cylinder ( 5 ) is polar rotatable, that the working cylinder ( 5 ) is fixed in a housing and in its Cam ( 2 ) facing part is surrounded by a rotatable sleeve ( 35 ) that the sleeve ( 35 ) via a square ( 34 ) of a piston rod ( 33 ) rotatably, but axially displaceably connected to the control piston ( 20 ), and that the piston rod ( 33 ) at its free end with power circuit with a roller tappet ( 3 ) is connected.
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